CN115287005A - 一种阻燃pvc胶带 - Google Patents
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Abstract
本发明属于PVC胶带领域，本发明具体公开了一种阻燃PVC胶带，所述阻燃PVC胶带，包括基层以及粘附在基层表面的粘合剂层，所述基层由以下原料制备而成：PVC树脂、阻燃组合物、蒙脱土、硼酸铝晶须、热稳定剂、木质素磺酸钙、润滑剂、增塑剂、硼酸锌、钼酸铋。本发明所述的PVC胶带具有良好的阻燃性能以及抗拉强度，通过加入所述的阻燃组合物能够显著提高阻燃性能、抗拉强度。所述的阻燃组合物能够显著提高阻燃性能，所述的阻燃组合物、抗拉强度，所述的改性水滑石、粒状多壁碳纳米管作为主要的阻燃剂，所述的碱式碳酸铈作为阻燃协效剂，三者联用，在阻燃方面具有显著的协同增效作用。
Description
技术领域
本发明涉及PVC胶带技术领域，具体涉及一种阻燃PVC胶带。
背景技术
PVC胶带指的是将胶粘剂涂布在PVC膜上制作而成的带状制品。PVC绝缘胶带由于具有价廉、防水、阻燃、分色等优点，得到了广泛的应用。
CN201880038247.9公开了一种胶带，其具有基材和粘合剂层，所述粘合剂层形成于所述基材的一面，所述基材由相对于聚氯乙烯树脂100质量份含有沸点为410℃以上的高沸点塑化剂40～65质量份、三氧化二锑5～15质量份的树脂组合物构成。其氧指数为21～26％，可见，其阻燃性能仍待提高。
CN201510791032.2公开了一种高强度、高阻燃的PVC绝缘胶带，其具体公开了所述基层由以下质量百分比的组分制成：PVC 50～65％、玻璃纤维15～24％、氧化铝5～9％、硫酸锌2～4％、磷酸镁4～6％、硅灰石3～5％、石英1～3％，根据其说明书的记载，其抗张强度达到13.4～18.3MPa，可见，其强度仍待提高。
发明内容
本发明提供一种阻燃PVC胶带，所述的PVC胶带具有良好的阻燃性能以及抗拉强度。
本发明解决其技术问题采用以下技术方案：
一种阻燃PVC胶带，包括基层以及粘附在基层表面的粘合剂层，所述基层由以下重量份原料制备而成：50～70份PVC树脂、8～13份阻燃组合物、5～15份蒙脱土、2～6份硼酸铝晶须、1～4份热稳定剂、1～3份木质素磺酸钙、0.8～2份润滑剂、0.5～1.5份增塑剂、0.4～1份硼酸锌、0.1～0.6份钼酸铋。
将上述各种原料按特定配比进行组合可以使所述的PVC胶带具有良好的阻燃性能以及抗拉强度，
作为本发明的优选实施方式，所述基层由以下重量份原料制备而成：60～65份PVC树脂、10～13份阻燃组合物、10～15份蒙脱土、2～5份硼酸铝晶须、2～4份热稳定剂、1～2份木质素磺酸钙、0.8～1.5份润滑剂、0.8～1.5份增塑剂、0.5～1份硼酸锌、0.2～0.6份钼酸铋。
作为本发明的优选实施方式，所述基层由以下重量份原料制备而成：62份PVC树脂、12份阻燃组合物、13份蒙脱土、5份硼酸铝晶须、3份热稳定剂、1.5份木质素磺酸钙、1.2份润滑剂、1份增塑剂、0.8份硼酸锌、0.5份钼酸铋。
当上述原料在上述的重量份配比下，具有最佳的阻燃性能以及抗拉强度。
作为本发明的优选实施方式，所述阻燃组合物由改性水滑石、粒状多壁碳纳米管、碱式碳酸铈按照重量比2～8：2～6：0.2～2组成。
在本发明中，通过加入所述的阻燃组合物能够显著提高阻燃性能，发明人进一步发现，上述的阻燃组合物竟还能提高抗拉强度。
在本发明的配方体系中，所述的改性水滑石、粒状多壁碳纳米管作为主要的阻燃剂，所述的碱式碳酸铈作为阻燃协效剂，三者联用，在阻燃方面具有显著的协同增效作用。
在本发明的配方体系中，所述的粒状碳纳米管可在基体中形成连续的阻燃网状结构，所述的改性水滑石在受热时能够吸收大量热量，其片层中分解释放出气体能够稀释、阻隔可燃气体，所述的碱式碳酸铈一方面促进基体成炭，另外一方面，所述的碱式碳酸铈能够弥补完善粒状碳纳米管之间的连接点，上述三个阻燃剂取长补短，协同阻燃。
作为本发明的优选实施方式，所述阻燃组合物由改性水滑石、粒状多壁碳纳米管、碱式碳酸铈按照重量比5：4：1组成。
当所述的阻燃组合物重量比为5：4：1时，阻燃效果最佳。
作为本发明的优选实施方式，所述粒状多壁碳纳米管的直径为12～15nm，长度为10～50μm，且所述的粒状多壁碳纳米管经过浸泡液浸泡处理。
发明人在大量的研究中发现，当粒状多壁碳纳米管直径为12～15nm，长度为10～50μm，且经过浸泡液浸泡处理后，阻燃效果和提高抗拉强度效果最好，其中，经过浸泡处理，能够显著提高粒状碳纳米管的分散作用，提高其稳定性，使其能够性能得到充分发挥，进一步提高阻燃性能和抗拉强度。
发明人发现，若所述的粒状多壁碳纳米管直径过大或者长度过长，不利于粒状碳纳米管在体系中分散，同时直径过大或者长度过长，会导致在相同添加量的情况下，相对数量变少，从而使阻燃性能和抗拉强度降低，若直径过小或者长度过短，不利于阻燃网状结构的形成，从而也会导致阻燃性能和抗拉强度的下降。
作为本发明的优选实施方式，所述浸泡液由0.5～2重量份三乙醇胺、0.5～2重量份含氯偶联剂、0.5～4重量份三乙基磷酸酯、20～50重量份无水乙醇配制而成。
作为本发明的优选实施方式，所述浸泡液由0.6重量份三乙醇胺、1.2重量份含氯偶联剂、2重量份三乙基磷酸酯、46.2重量份无水乙醇配制而成。
作为本发明的优选实施方式，所述改性水滑石的制备方法为：
S1、将8～15重量份水滑石、0.5～2重量份羟基乙叉二膦酸加入到20～40重量份无水乙醇中，搅拌均匀，得到水滑石混合液；
S2、将0.2～0.6重量份乙烯基三乙酰氧基硅烷、1～2重量份琥珀酸二辛酯磺酸钠、1～4重量份硼酸加入到10～20重量份去离子水中，配制成改性液；
S3、将0.5～2重量份浸泡液滴入2～5重量份水滑石混合液中，搅拌均匀，超声处理，过滤，干燥，得到改性水滑石。
通过将水滑石先经过羟基乙叉二膦酸功能化处理，再通过含乙烯基三乙酰氧基硅烷、琥珀酸二辛酯磺酸钠、硼酸的改性液改性处理，得到了能够显著提高阻燃性能、抗拉强度的改性水滑石。
作为本发明的优选实施方式，所述热稳定剂为钙锌热稳定剂、有机锡热稳定剂、稀土热稳定剂、硬脂酸锌中的一种或多种。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要选择热稳定剂的具体类型，只要达到相应的热稳定效果即可。
作为本发明的优选实施方式，所述润滑剂为硬脂酸或硬脂酸钙。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要选择润滑剂的具体类型，只要达到相应的润滑效果即可。
作为本发明的优选实施方式，所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、聚己二酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二甲酯中的一种或多种。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要选择增塑剂的具体类型，只要达到相应的增塑即可。
本发明的有益效果：本发明所述的PVC胶带具有良好的阻燃性能以及抗拉强度，通过加入所述的阻燃组合物能够显著提高阻燃性能、抗拉强度。所述的阻燃组合物能够显著提高阻燃性能，所述的阻燃组合物、抗拉强度，所述的改性水滑石、粒状多壁碳纳米管作为主要的阻燃剂，所述的碱式碳酸铈作为阻燃协效剂，三者联用，在阻燃方面具有显著的协同增效作用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明中，具体的分散、搅拌处理方式没有特别限制。
在本发明中，除特别声明，所述的份均为重量份。
本发明所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。本发明实施例及对比例中使用的原料信息如下：
粒状碳纳米管：牌号为GC-21，购于山东大展纳米材料有限公司；碳纳米管的直径为12～15nm，长度为10～50μm。
钙锌热稳定剂的型号为CZ-F990，生产厂家为原塑实业股份有限公司。
本发明所述的PVC树脂为聚合度为1250～1350的SG-3型的PVC树脂。
在本发明中，所述的碱式碳酸铈的制备方法为常规方法制备而成的碱式碳酸铈，具体为：将10重量份0.1mol/L的硝酸铈水溶液、12重量份0.1mol/L的氢氧化钠水溶液加入到78重量份去离子水中，在60℃下搅拌均匀，过滤，干燥，用去离子水洗涤2次，干燥，得到碱式碳酸铈。
在本发明中，所述含氯偶联剂为3-氯丙基甲基二氯硅烷。
实施例1
一种阻燃PVC胶带，包括基层以及粘附在基层表面的粘合剂层，所述基层由以下重量份原料制备而成：62份PVC树脂、12份阻燃组合物、13份蒙脱土、5份硼酸铝晶须、3份热稳定剂、1.5份木质素磺酸钙、1.2份润滑剂、1份增塑剂、0.8份硼酸锌、0.5份钼酸铋。
所述热稳定剂为钙锌热稳定剂；所述润滑剂为硬脂酸钙；所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯。
所述阻燃组合物由改性水滑石、粒状多壁碳纳米管、碱式碳酸铈按照重量比5：4：1组成。
所述粒状多壁碳纳米管的直径为12～15nm，长度为10～50μm，且所述的粒状多壁碳纳米管经过浸泡液浸泡处理，所述浸泡液由0.6重量份三乙醇胺、1.2重量份含氯偶联剂、2重量份三乙基磷酸酯、46.2重量份无水乙醇配制而成。
所述浸泡液浸泡具体为：将粒状多壁碳纳米管加入到浸泡液中，在65℃下浸泡6h，过滤，干燥，即完成浸泡。
所述改性水滑石的制备方法为：
S1、将10重量份水滑石、1重量份羟基乙叉二膦酸加入到39重量份无水乙醇中，搅拌均匀，得到水滑石混合液；
S2、将0.5重量份乙烯基三乙酰氧基硅烷、1.5重量份琥珀酸二辛酯磺酸钠、3重量份硼酸加入到15重量份去离子水中，配制成改性液；
S3、将1重量份浸泡液滴入4重量份水滑石混合液中，搅拌均匀，超声处理，过滤，干燥，得到改性水滑石。
所述阻燃PVC胶带的制备方法为：
将基层原料加入到混炼机中混炼均匀，送入挤出机，挤出成薄膜，得到基层；
将BLJ-1755单组份胶粘剂(购于上海保立佳新材料有限公司)涂敷于基层形成粘合剂层，即得所述的阻燃PVC胶带。
实施例2
一种阻燃PVC胶带，包括基层以及粘附在基层表面的粘合剂层，所述基层由以下重量份原料制备而成：64.4份PVC树脂、10份阻燃组合物、15份蒙脱土、2份硼酸铝晶须、4份热稳定剂、1份木质素磺酸钙、2份润滑剂、0.5份增塑剂、1份硼酸锌、0.1份钼酸铋。
所述热稳定剂为钙锌热稳定剂；所述润滑剂为硬脂酸钙；所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯。
所述阻燃组合物由改性水滑石、粒状多壁碳纳米管、碱式碳酸铈按照重量比6：2：2组成。
所述粒状多壁碳纳米管的直径为12～15nm，长度为10～50μm，且所述的粒状多壁碳纳米管经过浸泡液浸泡处理，所述浸泡液由0.6重量份三乙醇胺、1.2重量份含氯偶联剂、2重量份三乙基磷酸酯、46.2重量份无水乙醇配制而成。
所述浸泡液浸泡具体为：将粒状多壁碳纳米管加入到浸泡液中，在65℃下浸泡6h，过滤，干燥，即完成浸泡。
所述改性水滑石的制备方法为：
S1、将12重量份水滑石、2重量份羟基乙叉二膦酸加入到36重量份无水乙醇中，搅拌均匀，得到水滑石混合液；
S2、将0.2重量份乙烯基三乙酰氧基硅烷、2重量份琥珀酸二辛酯磺酸钠、1重量份硼酸加入到16.8重量份去离子水中，配制成改性液；
S3、将1重量份浸泡液滴入3重量份水滑石混合液中，搅拌均匀，超声处理，过滤，干燥，得到改性水滑石。
所述阻燃PVC胶带的制备方法为：
将基层原料加入到混炼机中混炼均匀，送入挤出机，挤出成薄膜，得到基层；
将BLJ-1755单组份胶粘剂(购于上海保立佳新材料有限公司)涂敷于基层形成粘合剂层，即得所述的阻燃PVC胶带。
实施例3
一种阻燃PVC胶带，包括基层以及粘附在基层表面的粘合剂层，所述基层由以下重量份原料制备而成：66.7份PVC树脂、8份阻燃组合物、12份蒙脱土、6份硼酸铝晶须、1份热稳定剂、3份木质素磺酸钙、0.8份润滑剂、1.5份增塑剂、0.4份硼酸锌、0.6份钼酸铋。
所述热稳定剂为钙锌热稳定剂；所述润滑剂为硬脂酸钙；所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯。
所述阻燃组合物由改性水滑石、粒状多壁碳纳米管、碱式碳酸铈按照重量比4：5：1组成。
所述粒状多壁碳纳米管的直径为12～15nm，长度为10～50μm，且所述的粒状多壁碳纳米管经过浸泡液浸泡处理，所述浸泡液由0.6重量份三乙醇胺、1.2重量份含氯偶联剂、2重量份三乙基磷酸酯、46.2重量份无水乙醇配制而成。
所述改性水滑石的制备方法为：
S1、将8重量份水滑石、2重量份羟基乙叉二膦酸加入到40重量份无水乙醇中，搅拌均匀，得到水滑石混合液；
S2、将0.6重量份乙烯基三乙酰氧基硅烷、1重量份琥珀酸二辛酯磺酸钠、4重量份硼酸加入到14.4重量份去离子水中，配制成改性液；
S3、将1重量份浸泡液滴入5重量份水滑石混合液中，搅拌均匀，超声处理，过滤，干燥，得到改性水滑石。
所述阻燃PVC胶带的制备方法为：
将基层原料加入到混炼机中混炼均匀，送入挤出机，挤出成薄膜，得到基层；
将BLJ-1755单组份胶粘剂(购于上海保立佳新材料有限公司)涂敷于基层形成粘合剂层，即得所述的阻燃PVC胶带。
对比例1
对比例1与实施例1不同之处在于，对比例1所述的阻燃组合物不同于实施例1，其他都相同。
在本对比例中，所述的阻燃组合物不含有改性水滑石，其他都相同。
所述阻燃组合物由粒状多壁碳纳米管、碱式碳酸铈按照重量比4：1组成。
对比例2
对比例2与实施例1不同之处在于，对比例2所述的阻燃组合物不同于实施例1，其他都相同。
在本对比例中，所述的阻燃组合物不含有粒状多壁碳纳米管，其他都相同。
所述阻燃组合物由改性水滑石、碱式碳酸铈按照重量比5：1组成。
对比例3
对比例3与实施例1不同之处在于，对比例3所述的阻燃组合物不同于实施例1，其他都相同。
在本对比例中，所述的阻燃组合物不含有碱式碳酸铈，其他都相同。
所述阻燃组合物由改性水滑石、粒状多壁碳纳米管按照重量比5：4组成。
对比例4
对比例4与实施例1不同之处在于，对比例4所述的粒状碳纳米管的直径与长度不同于实施例1，其他都相同。
所述粒状多壁碳纳米管的直径为6～10nm，长度为60～100μm。
对比例5
对比例5与实施例1不同之处在于，对比例6所述的粒状碳纳米管的直径与长度不同于实施例1，其他都相同。
所述粒状多壁碳纳米管的直径为20～30nm，长度为4～9μm。
12～15nm，长度为10～50μm，
对比例6
对比例与实施例1不同之处在于，对比例所述的粒状碳纳米管不经过浸泡液浸泡处理，其他都相同。
对比例7
对比例7与实施例1不同之处在于，对比例7采用水滑石替换改性水滑石，其他都相同。
为了进一步证明本发明的效果，提供了以下测试方法：
1.极限氧指数(LOI)：测试采用GB/T2406-1993，样品尺寸为130mm×6mm×3mm。
2.采用万能材料试验机测试抗拉强度，样品尺寸为130mm×6mm×3mm。
表1测试结果
| 氧指数/％ | 抗拉强度/MPa | |
| 实施例1 | 69.2 | 25.6 |
| 实施例2 | 67.1 | 24.5 |
| 实施例3 | 66.5 | 24.1 |
| 对比例1 | 41.9 | 18.4 |
| 对比例2 | 40.5 | 18.2 |
| 对比例3 | 49.4 | 23.9 |
| 对比例4 | 57.3 | 19.0 |
| 对比例5 | 57.0 | 18.9 |
| 对比例6 | 58.6 | 19.2 |
| 对比例7 | 50.9 | 18.7 |
从表1中可看出，本发明所述的PVC胶带具有的阻燃性能且具有良好的抗拉强度。
对比实施例1～3可看出，不同原料的配比以及阻燃组合物的配比和改性水滑石的制备方法能够在一定程度上影响阻燃性能和抗拉强度，其中实施例1为最佳实施方式，具有最佳的阻燃性能和抗拉强度。
对比实施例1与对比例1～3可看出，本发明所述的阻燃组合物中的改性水滑石、粒状多壁碳纳米管、碱式碳酸铈在提高阻燃性能方面具有显著的协同增效作用，且所述的阻燃组合物中的改性水滑石、粒状多壁碳纳米管还能提高抗拉强度。
对比实施例1与对比例4～6可知，所述的粒状碳纳米管的粒径能够显著影响到PVC胶带的阻燃性能、抗拉强度，若直径过大或者或小以及长度过长或者过短均能显著影响到PVC胶带的阻燃性能、抗拉强度，当所述的粒状碳纳米管的直径为12～15nm，长度为10～50μm时，阻燃性能、抗拉强度最佳，且通过对粒径碳纳米管经过浸泡液浸泡处理能够进一步提高阻燃性能、抗拉强度。
对比实施例1与对比例7可知，本发明所述的改性水滑石能够显著提高阻燃性能、抗拉强度。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种阻燃PVC胶带，其特征在于，包括基层以及粘附在基层表面的粘合剂层，所述基层由以下重量份原料制备而成：50～70份PVC树脂、8～13份阻燃组合物、5～15份蒙脱土、2～6份硼酸铝晶须、1～4份热稳定剂、1～3份木质素磺酸钙、0.8～2份润滑剂、0.5～1.5份增塑剂、0.4～1份硼酸锌、0.1～0.6份钼酸铋。
2.根据权利要求1所述的阻燃PVC胶带，其特征在于，所述基层由以下重量份原料制备而成：60～65份PVC树脂、10～13份阻燃组合物、10～15份蒙脱土、2～5份硼酸铝晶须、2～4份热稳定剂、1～2份木质素磺酸钙、0.8～1.5份润滑剂、0.8～1.5份增塑剂、0.5～1份硼酸锌、0.2～0.6份钼酸铋。
3.根据权利要求1所述的阻燃PVC胶带，其特征在于，所述基层由以下重量份原料制备而成：62份PVC树脂、12份阻燃组合物、13份蒙脱土、5份硼酸铝晶须、3份热稳定剂、1.5份木质素磺酸钙、1.2份润滑剂、1份增塑剂、0.8份硼酸锌、0.5份钼酸铋。
4.根据权利要求1所述的阻燃PVC胶带，其特征在于，所述阻燃组合物由改性水滑石、粒状多壁碳纳米管、碱式碳酸铈按照重量比2～8：2～6：0.2～2组成。
5.根据权利要求1所述的阻燃PVC胶带，其特征在于，所述阻燃组合物由改性水滑石、粒状多壁碳纳米管、碱式碳酸铈按照重量比5：4：1组成。
6.根据权利要求4所述的阻燃PVC胶带，其特征在于，所述粒状多壁碳纳米管的直径为12～15nm，长度为10～50μm，且所述的粒状多壁碳纳米管经过浸泡液浸泡处理。
7.根据权利要求6所述的阻燃PVC胶带，其特征在于，所述浸泡液由0.5～2重量份三乙醇胺、0.5～2重量份含氯偶联剂、0.5～4重量份三乙基磷酸酯、20～50重量份无水乙醇配制而成。
8.根据权利要求6所述的阻燃PVC胶带，其特征在于，所述浸泡液由0.6重量份三乙醇胺、1.2重量份含氯偶联剂、2重量份三乙基磷酸酯、46.2重量份无水乙醇配制而成。
9.根据权利要求4所述的阻燃PVC胶带，其特征在于，所述改性水滑石的制备方法为：
S1、将8～15重量份水滑石、0.5～2重量份羟基乙叉二膦酸加入到20～40重量份无水乙醇中，搅拌均匀，得到水滑石混合液；
S2、将0.2～0.6重量份乙烯基三乙酰氧基硅烷、1～2重量份琥珀酸二辛酯磺酸钠、1～4重量份硼酸加入到10～20重量份去离子水中，配制成改性液；
S3、将0.5～2重量份浸泡液滴入2～5重量份水滑石混合液中，搅拌均匀，超声处理，过滤，干燥，得到改性水滑石。
10.根据权利要求1所述的阻燃PVC胶带，其特征在于，所述热稳定剂为钙锌热稳定剂、有机锡热稳定剂、稀土热稳定剂、硬脂酸锌中的一种或多种；
所述润滑剂为硬脂酸或硬脂酸钙；
所述增塑剂为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、聚己二酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二甲酯中的一种或多种。
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